(57)【要約】【課題】高速かつ高密度に記録／書き換えができる片面１層以上の相変化光記録媒体を提供する。【解決手段】相変化光記録膜（13）に隣接する界面層（12/14）が、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される。【選択図】  図２
2006344284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層が、
ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbを用いて構成される光記録媒体。
【請求項２】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層がジルコニュームZr、酸素O、および窒素Nを用いて構成され、
前記窒素Nが前記酸素Oのサイトを置換して配置され、
前記少なくとも１層が前記ジルコニュームZr、酸素O、および窒素Nの化合物で構成される光記録媒体。
【請求項３】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層が、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbを用いて構成され、
前記少なくとも１層の組成を(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yで表したときに、この組成比が、
0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1、
より好ましくは
0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1
となるように構成される光記録媒体。
【請求項４】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層が、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbを用いて構成され、
前記少なくとも１層の組成を(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yで表し、前記光の波長をλとしたときに、250(nm)≦λ≦1000(nm)の範囲において、前記少なくとも１層の減衰係数が、1×10−2以下、より好ましくは1×10−3以下となるように、前記組成比が決められる光記録媒体。
【請求項５】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層が、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbを用いて構成され、
前記少なくとも１層が、以下の元素群の内の少なくとも１つをさらに含んで構成される光記録媒体：
ハフニュームHf、チタニュームTi、タンタルTa、ゲルマニュームGe、シリコンSi、セリウムCe、マグネシウムMg。
【請求項６】
基板と、この基板に形成され原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する隣接層を有し、前記記録膜に対し光を用いて可逆的に記録および／または消去を行うように構成された情報記録媒体において、
前記隣接層が１以上の層で構成され、そのうちの少なくとも１層が、ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、およびイットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbを用いて構成され、
前記隣接層が、界面層と、反射層と、前記界面層および反射層に挟まれた多層構造を含み、
前記多層構造が、１以上の第１膜と１以上の第２膜を交互に重ねた構造を有し、前記第１膜および前記第２膜が前記光に対して同等の屈折率を持つ異種材料で構成される光記録媒体。
【請求項７】
前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとアンチモンSbとテルルTeを含有し、その組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成された請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項８】
前記記録膜の組成の一部をビスマスBiおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗおよびｖが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7となるように構成された請求項７に記載の光記録媒体。
【請求項９】
前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとビスマスBiとテルルTeを含有し、その組成をGexBiyTez  かつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成された請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項１０】
前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとアンチモンSbとテルルTeと窒素Nを含有し、そのうちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成され、
前記組成を持つGeSbTe系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加された請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項１１】
前記記録膜の組成の一部をビスマスBiおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗおよびｖが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7となるように構成され、
前記組成を持つGeSnSbTe、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加された請求項９に記載の光記録媒体。
【請求項１２】
前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとビスマスBiとテルルTeと窒素Nを含有し、そのうちGe、Bi、Teの間の組成をGexBiyTez  かつx+y+z=100で表したときに、
前記記録膜が、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内またはそのエリア上の組成を持つように構成され、
前記組成を持つGeBiTe系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加された請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の光記録媒体。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の光記録媒体は記録再生可能なデータエリアを持つ光ディスクで構成され、前記記録膜は前記データエリアとして用いられ、この記録膜に、ＭＰＥＧプログラムストリームおよび／またはＭＰＥＧトランスポートストリームの情報記録が行われるように構成された光ディスク。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光ディスクを用い、この光ディスクの前記記録膜に対して情報記録を行なう手段と、情報記録された前記記録膜から情報再生を行なう手段を備えた情報記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の光ディスクを用い、この光ディスクの前記記録膜に対して情報記録を行ない、情報記録された前記記録膜から情報再生を行なうように構成された情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録および／または消去が可能な情報記録媒体に関する。特に、相変化を利用して情報記録を行なう記録膜を１以上持つ光記録媒体に関する。より具体的には、高精細映像情報等の大容量デジタルデータを反復記録再生するのに適した片面多層相変化光ディスクに関する。
【０００２】
別の言い方をすると、この発明は、光ビームを照射することで状態を可逆的に変化させ情報を記録する光記録媒体に関する。特に、記録を保持する薄膜の原子配列が非晶質と結晶質の間を遷移することで、情報記録のための状態変化がもたらされる相変化光記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
（相変化光記録原理）
相変化光記録膜は、一般に融点以上に加熱された部分が溶融し、急激に冷却される際に非晶質（アモルファス）の原子配列をとる。また、融点以下、結晶化温度の温度領域に一定時間以上保持された場合は、初期状態が結晶の場合は結晶のままであるが、初期状態が非晶質の場合は結晶化する（固相消去モード）。記録膜の材料によっては記録膜の非結晶部近傍を融点以上に加熱、溶融し、徐冷することにより、結晶化される方法も取られる（溶融消去モード）。
【０００４】
非晶質である部位からの反射光強度と、結晶である部位からの反射光強度が異なることから、反射光の強弱を電気信号の強弱に変換し、さらにA/D変換を行って情報を読み出すのが相変化光記録媒体の原理である。結晶−非晶質間の相変化のほか、マルテンサイト相のような準安定結晶相と安定結晶相、あるいは複数の準安定結晶相間の遷移を利用して記録・読み出しを行なう方法も可能である。
【０００５】
（高密度化の手法）
ここで、一枚の記録媒体に記録できる情報の量、すなわち記録容量を増すためには、以下の二通りの方法がある。一つは、トラック方向の記録マークのピッチを微細化する方法であるが、微細化の程度が進むと再生する光ビームの大きさよりも小さい領域に至り、再生ビームスポット内に二つの記録マークが一時的に含まれる場合が生じる。記録マークが互いに十分離れている場合は再生信号が大きく変調され、振幅の大きい信号が得られるが、互いに近接している場合は、振幅の小さい信号となり、デジタルデータへの変換の際にエラーを生じやすい。
【０００６】
もう一つの記録密度向上の方法は、トラックピッチを狭小化することである。この方法は、前記のマークピッチ微細化による信号強度低減の影響を大きく受けることなく、記録密度を上げることができる。しかしながら、この方法の問題点は、トラックピッチが光ビームの大きさにくらべて同程度か小さい領域においては、あるトラックの情報が、隣接したトラックに書き込みないし消去動作を行っている際に劣化してしまう、いわゆるクロスイレースが発生することである。
【０００７】
クロスイレースの原因は、隣接するトラック上のレーザビームの外縁部によってマークが直接照射を受けてしまうことと、記録時の熱流が隣接トラックに流れ込み、隣接トラック上のマーク温度が上昇して形状が劣化することにあるが、これらを解決することが相変化光記録媒体の高密度化に必要である。また、より微小になったマークを正確に、かつ読み出しエラーの確率を低く抑えるためには、形成される記録マークの外縁部も滑らかな形状にし、ノイズ成分を極力抑えることが望まれる。
【０００８】
（多層媒体による大容量化）
もうひとつの大容量化の手法は、情報を担う層を複数設け、それらを重ね合わせる方法である。この方法は、特許文献１（２層RAM系）に開示されている。二つの層を重ね合わせ、片面から読み書きできるように設計された媒体を片面２層媒体、または単に２層媒体と呼ぶ。片面２層媒体において、光入射側に近い方に設ける情報層（以後、L0と称する）は、光入射側から遠い方に設ける情報層（以後、L1と称する）にアクセスする際に、L0で必要以上に光を減衰させないため、おおよそ50％以上の透過率を確保する必要がある。このためには、L0では記録膜の厚さを10nm以下と極めて薄くする必要がある。
【０００９】
膜を薄くしたために、結晶化に必要な保持時間が長くなり、通常の記録速度では消え残りが発生する。そのための対策には、GeSbTe記録膜の一部をSnで置換する方法が有効であることが、非特許文献１に開示されている。同様に、GeSbTe記録膜の一部をBi、In、Sn、Pbで置換することが有効であることが、特許文献２（GeSbTeBi系）に開示されている。しかし、前記の消去率を確保するためには、記録膜材料を工夫しただけでは不十分で、記録膜との界面に結晶化促進効果のある膜を配置する必要がある。
【００１０】
前記非特許文献１によると窒化ゲルマニウム（GeN）が有効であるが、本願発明者らの検討の結果、前記記録膜材料の10nm以下の極薄膜とGeNなど従来の界面膜材料の組み合わせにおいては、前述したクロスイレースが発生し、トラックピッチを十分つめることができないことが判明した。また、他に結晶化促進機能が報告されている炭化珪素（SiC）では、次世代の高密度光ディスクで使用されるレーザ光の波長405nmにおいては、光の減衰係数（Extinction Coefficient）が大きく、非常に大きな光学的損失があった。加えて、窒化ゲルマニウム（GeN）や窒化珪素（SiNx）においても光学的な損失があることが分かった。
【００１１】
一方、界面膜を配置しない媒体では、溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。また、L1はL0を通過することにより約半分に減衰したレーザ光によって記録、消去を行う必要である。このことから、媒体の高感度化への要求に対応しつつ、照射されたレーザ光の利用効率を高めるためにも、界面層や誘電体層における光の損失を小さくすることが非常に重要である。
【００１２】
（高速記録の手法）
高速記録は相変化光記録に対するもうひとつの要求である。例えば、映像を録画する場合、実際の視聴時間よりも短時間で記録ができるようになれば、配布媒体のダビング時や、放送録画中に時間を戻って前の映像を視聴するいわゆるタイムシフト機能（タイムスリップ再生）の実現が容易となる。ここで相変化記録において高速記録を妨げる一つの要因は、オーバーライト時に比較的低い消去レベルのレーザによって結晶化を行う際、情報が消え残ってしまう問題、すなわち消去率不足の問題である。これは、記録マークがレーザスポット内を高速に通過するため、結晶化可能な温度領域に十分に長い時間保たれず、情報が消え残ってしまうためである。
【００１３】
GeNを始めとする材料を記録膜との界面に設け、結晶化を促進して消去速度を高める工夫が特許文献３に開示されている。しかし本願発明者らが特許文献３に開示された材料を界面膜として実験した結果、記録時に溶融した部分の一部が再結晶化すること、すなわち必要な大きさの記録マークを作るにはそれ以上の範囲を溶融しなければならないことが判明した。このような界面膜の使用は、必要以上の領域を溶融させることから、前述したクロスイレースを助長する結果となり、高密度記録の観点から逆効果である。
【００１４】
別の言い方をすると、特許文献３に開示された材料を界面膜として用いたのでは、クロスイレース上許容できる範囲のレーザパワーで記録すると、形成される記録マークの幅が細くなり、得られる信号対ノイズ比（またはキャリア対ノイズ比：CNR）が低下する問題がある。一方、界面膜を配置しない媒体においては、溶融部再結晶化は抑制できクロスイレースが低く抑えられるが、消去率は全く不十分なことが判明した。すなわち、消去時の結晶化速度は早めつつ（高速記録でも必要な消去率確保）、記録時の溶融部再結晶化は抑制できる（クロスイレース低減）新しい界面膜材料が望まれる。
【００１５】
（相変化光記録媒体の膜設計）
相変化光記録媒体は、相変化光記録原理のところで説明したように、レーザのパルスの照射により記録膜の所望の部分にアモルファスのマークの形成、すなわちデータを書き込み、または逆にアモルファスのマーク上に低パワーのレーザを照射し、結晶化させてデータを消去する。前者ではレーザが照射された部分を急冷することによりアモルファスのマークが形成され、後者は逆に徐冷することによりアモルファスの部分を結晶化させる。また、レーザの記録膜部での吸収率が大きければ、小さなレーザパワーで記録・消去などの動作が行え、逆に吸収率が小さければ、記録・消去に大きなレーザパワーを必要とすることになる。この記録膜での吸収率は、多層膜から形成される媒体の各膜材料の光学的特性と熱特性から決まる。例えば、吸収率が同等でも膜材料の選択により構成を変えることが出来、急冷構造と徐冷構造、または膜の面内方向と断面方向で熱物性の異方性を作り出すことがなどができる。
【００１６】
すなわち、相変化光記録媒体の膜設計は、光学設計と熱設計からなる。光学設計のためには各薄膜の光学特性が必要となり、熱設計を行うためには各薄膜の融点、溶融潜熱、結晶化温度等も含めた熱物性が必要となる。薄膜の光学定数については、エリプソ・メーターなどの装置を用いて測定することができる。ところが、ナノ・メートル・オーダーの薄膜の熱物性は、バルクの熱物性とは異なると言う事がいくつかの研究によって暗示されていたが、他の要因の効果を除去しつつ、それらを系統的に測定することができていなかった。そのため、これらを補正するための経験的なパラメーターが必要な状況であった。特にナノ・メートル・オーダーの薄膜間の界面熱抵抗を測定する方法は、ほとんど無かった。本願発明者らは、これらの問題についても鋭意検討し、熱設計により精度の高い方法にて測定された薄膜の熱物性値と薄膜間の界面熱抵抗を考慮すると言う熱設計手法を確立し、それらの結果この発明を完成するに至った。
【００１７】
（界面層材料）
GeNに対して他の結晶化促進機能を有する界面層材料になり得る公知技術として、硫黄（S）フリーの保護膜用材料を目指したTa2O5等のいくつかの酸化物に炭化物もしくは窒化物を混合する技術がある（特許文献４）。特許文献４の発明は、主に、波長λ=650nmのレーザダイオード（LD）を用いた現行DVDを改良することを目的に検討されている。そのため、特許文献４の材料は次世代の青色LDの波長λ=405nmでは不透明となり、光学的ロスが大きくなって、次世代の高密度媒体では問題点がある。また、前述のGeNも同様に波長λ=405nmでは透明ではなく、光学的ロスが大きい。
【００１８】
また、ZrO2が含まれる界面層材料の公知技術として、（ZrO2）M（Cr2O3）100-MすなわちZr-Cr-O系に関する技術がある（特許文献５）。特許文献５の材料系には、Cr2O3が混合されているが、この材料は可視光の波長領域においては非常に大きな減衰係数を有することが知られている材料である。そのため、例え少量であっても、膜中に含まれる混合材料の場合には比較的大きな減衰係数を有する薄膜となってしまう。このように、現在知られている技術の範囲では、405nmもしくはそれ以下の波長で光学的に透明かつ結晶化促進機能を有する界面層材料の例は無かった。
【００１９】
（記録膜の材料系）
また、共晶系の記録膜は前述のように消去過程に溶融消去のモードが用いられるためキャップ層に結晶化促進機能などは求められない。そのため、膜材料や組織と言った詳細については検討されていなかった。加えて共晶系は、前述のように溶融消去モードを用いるためランド（L）とグルーブ（G）の両方に情報を記録、再生する、いわゆるランド・グルーブ記録を行うことが非常に困難である。そのため、記録密度の高密度化には非常に不利である。これらに対してGe2Sb2Te5などのいわゆる擬二元系の記録膜用材料は、溶融消去モードを取らずとも、固相の状態で高速にアモルファスから結晶状態への相転移をすることができるパフォーマンスを有する（固相消去モード）。ただし、記録膜が薄い場合には結晶化に必要な時間が相対的に長くなるため、結晶化促進機能を有する界面層材料を用いることが必須となり、これによりランド・グルーブ記録も実現することができる。
【００２０】
すなわち、共晶系の記録膜材料を用いた場合のデータの消去プロセスと擬二元系の記録膜用材料を用いた場合のデータの消去プロセスは、現象として全く異なる。そのため、キャップ層に求められる特性と結晶化促進機能を代表とする界面層に求められる機能は異なるものになる。このことから、好適な界面層材料を見出すためには、適切な膜材料の選択は当然であるが、その組織、組成の検討と言った詳細については更に検討が必要であった。
【特許文献１】特開２０００−３２２７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２９４１号公報
【特許文献３】特開平１１  −２１３４４６号公報
【特許文献４】特開２００３−００６７９４号公報
【特許文献５】特開２００３−３２３７４３号公報
【非特許文献１】第１２回相変化記録研究会シンポジウム予稿集（Proceedings of PCOS2000）pp.36-41
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
（１）消去時の結晶化速度は早めつつ（高速記録でも必要な消去率確保）、記録時の溶融部再結晶化は抑制できる（クロスイレース低減）新しい界面膜材料が望まれる。
【００２２】
（２）405nmもしくはそれ以下の波長で光学的に透明かつ結晶化促進機能を有する界面層材料が望まれる。
【００２３】
（３）上記界面層材料とマッチする記録膜材料（使用波長において晶質〜非晶質間の光学的なコントラストが高い等）が望まれる。
【００２４】
この発明は上記事情に鑑みなされたもので、その課題には、記録時の溶融領域の再結晶化がほとんどなく、そのためランド・グルーブ記録を行う上で障害となり易いクロスイレースが低く、またコントラストが高くキャリア対ノイズ比（CNR）が十分確保でき、高線速における消去率が十分に高く、更にオーバーライト（OW）サイクル特性及び耐環境性に優れ、高密度・大容量・高速オーバーライト可能な相変化記録媒体、さらにそれらの利点を備えた２層または多層媒体を実現することが含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
この発明の一実施の形態に係る光記録媒体では、相変化光記録膜に接して、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される隣接層（界面層）が設けられる。
【発明の効果】
【００２６】
高速かつ、高密度に記録・書き換えができる相変化光記録媒体を提供し、さらにそれらの利点を備えた多層記録媒体を提供できる。より具体的には、この発明の一実施の形態によれば、記録時に溶融部の記録マークの不必要な再結晶化を防止し、高いCNRと消去率が両立でき、さらにクロスイレースが少ない相変化記録媒体が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の種々な実施の形態に係る光記録媒体を説明する。図１は、この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（例１）の断面構造を説明する図である。この例では、レーザ光入射側に、このレーザ光に対して透明な、例えばポリカーボネート（PC）製の基板１ａが配置される。この基板１ａのレーザ受光面の反対側にL0情報層１９が形成される。同様な構成の基板１ｂが別に設けられ、この基板１ｂにはL1情報層２０が形成される。基板１ａのL0情報層１９側と基板１ｂのL1情報層２０側は、基板１ａと同じ屈折率の透明な接着剤（紫外線硬化樹脂等）からなる層間分離層１８を介して張り合わされ、合計1.2mm厚の片面２層光ディスクとなる。
【００２８】
基板１ａのL0情報層１９は、第１干渉膜１１ａ、下部界面膜１２ａ、記録膜１３ａ、上部界面膜１４ａ、第２干渉膜１５ａ、反射膜１６ａ、第３干渉膜１7ａを順次積層して構成される。また、基板１ｂのL1情報層２０は、反射膜１６ｂ、第２干渉膜１５ｂ、上部界面膜１４ｂ、記録膜１３ｂ、下部界面膜１２ｂ、第１干渉膜１１ｂを順次積層して構成される。
【００２９】
＜イ＞この構成において、界面膜１２ａ、１２ｂ、１４ａ、および／または１４ｂは、次の組成または特性を持つ化合物により構成することができる：
（１）ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、および
イットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNb；
（２）ジルコニュームZr、酸素O、および窒素N（NはOのサイトを置換して配置される）；
（３）界面層の組成を(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yで表したときに、この組成比が、0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1、より好ましくは0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1となるように構成される。
【００３０】
（４）レーザ光の波長をλとしたときに、250nm≦λ≦1000nmの範囲において、界面層の減衰係数（図３のExtinction Coefficient）が、1×10−2以下、より好ましくは1×10−3以下となるように、(ZrO2-xNx)1-y((Y2O3)1-z(Nb2O5)z)yの組成比（x、y、z）が決められる；
（５）ジルコニュームZr、酸素O、窒素N、および
イットリアY、もしくはニオブNb、またはイットリアYおよびニオブNbの他に、以下の元素群の内の少なくとも１つをさらに含む：
ハフニュームHf、チタニュームTi、タンタルTa、ゲルマニュームGe、シリコンSi、セリウムCe、マグネシウムMg。
【００３１】
＜ロ＞また、記録膜１３ａおよび／または１３ｂは、次の組成または特性を持つ化合物により構成することができる：
（１１）前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとアンチモンSbとテルルTeを含有し、その組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeSbTe三元相図（図１７参照）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ１］またはそのエリア上［Ｂ１］の組成を持つように構成される；
（１２）前記記録膜の組成の一部をビスマスBiおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗおよびｖが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7となるように構成される。
【００３２】
（１３）前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとビスマスBiとテルルTeを含有し、その組成をGexBiyTez  かつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeBiTe三元相図（図１８参照）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ２］またはそのエリア上［Ｂ２］の組成を持つように構成される；
（１４）前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとアンチモンSbとテルルTeと窒素Nを含有し、そのうちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeSbTe三元相図（図１７参照）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ１］またはそのエリア上［Ｂ１］の組成を持つように構成され、前記組成を持つGeSbTe系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加される。
【００３３】
（１５）前記記録膜の組成の一部をビスマスBiおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗおよびｖが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7となるように構成され、前記組成を持つGeSnSbTe、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加される；
（１６）前記記録膜は少なくともゲルマニュームGeとビスマスBiとテルルTeと窒素Nを含有し、そのうちGe、Bi、Teの間の組成をGexBiyTez  かつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeBiTe三元相図（図１８参照）上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ２］またはそのエリア上［Ｂ２］の組成を持つように構成され、前記組成を持つGeBiTe系化合物に窒素Nが１ないし５at.%添加される。
【００３４】
なお、この発明の実施の形態に係る相変化光記録媒体の構成は、図１に示したものに限定されない。例えば、第２干渉膜１５ａ／１５ｂと反射膜１６ａ／１６ｂの間に他の誘電体膜を設けてもよい。干渉膜を全て界面膜の材料で置き換えて干渉膜を省略してもよい。反射膜を省略してもよい。反射膜は複数の金属膜で構成してもよい。反射膜の上にさらに誘電体膜を設けてもよい。
【００３５】
２層媒体の場合には、上記のような構成を有する光入射面に近い第１情報層１９と光入射面から遠い第２情報層２０とを作製し、これら２つの情報層を接着剤層によって接着して層間分離する。３層以上の多層媒体の場合も同様である。
【００３６】
さらに、基板上に各種の膜を成膜し、その上に0.1mm程度の薄い透明シートを接着し、その透明シートを介して光を入射する形式の媒体（このような媒体は0.85程度の高NA対物レンズを用いることを想定している）であってもよい（具体例は図２５以降を参照して後述する）。これは、光入射側に0.1mm程度の薄い透明カバー層を用いる場合でも、0.6mmの透明基板を用いる場合でも、用いられる記録膜、界面層材料、保護膜材料および反射膜材料に要求される特性としては大きな違いは無いからである。
【００３７】
界面膜は、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbからなることがこの実施の形態の特徴である。界面膜は、より望ましくは、Zr、O、N、およびYもしくはNb、またはYおよびNbからなり、NがOのサイトを置換して配置されたZr、O、Nなどからなる化合物を用いるとよい。更には、界面膜がZr、O、N、およびYもしくはNb、またはYおよびNbから構成され、かつその組成比を（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表すときに、0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1、より好ましくは0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1、の範囲にある場合に、この発明の特徴が更に顕著である。
【００３８】
なお、Zrを精製する過程において、同属のHf（ハフニューム）やTi（チタン）などは、分離が難しく不可避な元素の一つとしては知られている。このような不可避な元素が微量混入していてもこの発明の効果を著しく損なうものでなく、これらに加えてGe（ゲルマニューム）、Si（シリコン）、Ta（タンタル）、Ce（セリウム）、Mg（マグネシウム）の中から選択される１種類以上の元素を加えることは、膜の安定性を増すために効果的である。その理由は、ZrO2は低温相と高温相が存在し、これらの相で熱膨張係数が異なるため安定した材料とは言えず、そのため、Y2O3等を添加することが有効であるものと考えられる。一方で、Zrは、非常に酸化し易い元素であり、Yから酸素を奪おうとする性質があると推測される。そのため、更に安定性を増すためには、同様に酸化し易い同属の元素であるHf、Ti、またGe、Si、Ta、Ce、Mgと言った元素の中から選択される１種類以上の元素を更に添加することが有効な手法となる。
【００３９】
記録膜をGeSbTe系で構成し、この発明の実施において用いる記録膜の組成を、（GeTe）-（Sb2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、この発明の界面膜の効果が顕著である。より好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００４０】
さらに、前記したGeSbTeの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成、ないしSbの一部をBiで置換した組成として、前記の界面膜を使用すると、さらに効果が顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge＜0.5が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）＜0.7が好ましい。
【００４１】
また記録膜をGeBiTeとし、（GeTe）-（Bi2Te3）と表記できる、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００４２】
（各記録膜の窒化）
記録膜に窒素（N）が含まれる場合としは、（GeTe）-（Sb2Te3）-N、すなわち（GeTe）-（Sb2Te3）に窒素（N）を添加した構成と表記できる。すなわち、（GeTe）-（Sb2Te3）の擬二元系に窒素（N）を添加した構成である。より簡単には、GeSbTe-Nと表記できる。この記録膜と併用した場合は、この発明に係る界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Sb2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００４３】
さらに、前記したGeSbTe-Nの組成を元にして、Geの一部をSnで置換した組成、ないしSbの一部をBiで置換した組成とし、前記の界面膜を使用するとさらに顕著である。その場合、GeとSnの置換の割合は、Sn/Ge＜0.5が好ましく、SnとBiの置換の割合は、Bi/（Bi+Sb）＜0.7が好ましい。
【００４４】
また、記録膜を（GeTe）-（Bi2Te3）に窒素（N）を添加した構成、（GeTe）-（Bi2Te3）-Nと表記される、いわゆる擬二元系線上組成とその近傍とした場合（より簡単に表記するとGeBiTe-N）に、この発明の界面膜の効果が顕著であり、さらに好ましくは、前記（GeTe）-（Bi2Te3）組成とその近傍の合金記録膜材料であって、Geの組成比が30at.％以上の組成に対してこの発明の界面膜を用いると、特にその効果が顕著である。
【００４５】
この発明の効果は記録膜の膜厚によらず現れるが、20nm以下、さらには10nm以下の膜厚にした場合により効果が顕著である。
【００４６】
また、片面から光を入射し、異なる２層の情報層にアクセスできるタイプの記録媒体において、光入射側に近い層の記録膜として用いると、この発明の効果が顕著である。その場合の特徴は、記録膜の膜厚が10nm以下となるところにある。この発明の界面層を用いることにより、より透過率が高く、かつ晶質〜非晶質間の光学的なコントラストを高くすることができると言う特徴が顕著となる。
【００４７】
本願の発明者らは、記録膜の結晶化促進に効果がある界面膜材料としてすでに知られている窒化ゲルマニウム（以下GeN）、炭化珪素（以下Si-C）、窒化珪素（以下Si-N）、Ta2O5+SiCなどの材料を使用し、実験をおこなった。その結果、結晶化促進効果が高い材料を使うとキャリア対ノイズ比（CNR）が低下し、CNRが高いものは結晶化促進効果が乏しいというトレードオフがあることを見出した。また、これらの材料はSi-Nを除いて次世代DVDで使用される青紫LD、すなわち波長λ=405nmにおいては、吸収が比較的大きく、光学的減衰係数が大きく、光学的ロスとなる。この光学的ロスがあると照射するレーザのパワーを大きくしなければならないことになり、またL0の透過率を上げることを妨げ、かつL1の感度、コントラストを共に落とす結果となり、２層媒体にとって数々の問題が生じる。
【００４８】
しかし、この中でジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびイットリア（Y）もしくはニオブ（Nb）、またはYおよびNbを用いた場合には、そのトレードオフの程度が特に小さく、高いCNRと高い結晶化促進効果、更に２層媒体の場合には、高い透過率と大きなコントラストが両立できることが判明した。また、この発明の界面層材料では、各元素の組成を上記の範囲で調整することにより結晶化促進の挙動、すなわち結晶化速度と屈折率を同時にコントロールすることができることが判明した。
【００４９】
以下の説明では、片面２層媒体での実施例を示す。また、試作した光ディスクの測定データは、各実験において、L0、L1の各ランド（L）とグルーブ（G）の中で一番低い値を代表値として示した。試作した光記録媒体の透過率、反射率等は、分光光度計を用いて測定されたものである。また、薄膜中の各元素の濃度は、ICP（Induced Coupled Plasma）、RBS（ラザフォード後方散乱）、SIMS（Secondary Ion Mass Spectroscopy）、TOF-SIMS、XPS（Ｘ線光電子分光分析）等の分析手法を用いた。膜中の各元素間の結合形態は、XPS、IR（赤外分光法）測定等により明らかとした。薄膜の熱伝導率、熱拡散率、および積層薄膜間の界面熱抵抗は、サーモリフレクタンス法により評価した。
【００５０】
図３は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）を変えたときにその減衰係数がどうなるかを例示する図である。
【００５１】
［実施形態１］
試作した光記録媒体の実施例を示すのに先立ち、この実施形態のZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜の減衰係数に関して、詳細を説明する。この実施形態のZr、O、N、およびYもしくはNb、またはYおよびNbから構成される薄膜の組成を（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表すとき、0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1の範囲で可変させたサンプルをいくつか作製し、分光エリプソメトリーを用いて波長250nmから1000nm近傍の特性を評価した。各サンプルの組成は、（x、y、z）の組み合わせで示される。
【００５２】
具体的には図３に示した組成のサンプルを作製し評価した。その結果として、この光記録媒体の使用波長である波長405nm近傍のデータを示す。図３の評価結果から分かるように、この実施形態のZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜の組成を（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表すとき、0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1の範囲で可変させたサンプルの減衰定数は、1×10-2以下であり、次世代の高密度光記録媒体に用いる上で好適である。
【００５３】
また0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1の範囲で可変させたサンプルの減衰定数は、1×10-3以下であり、次世代の高密度光記録媒体に用いる上で更に好適であることが分かる。なお、この発明の薄膜の減衰定数は、Y、またはNの添加量にも若干依存するが、この点を考慮すると膜中の窒素の量にほぼ比例して増加することが分かる。ここでは示していないが、Zrと同属のHf、Ti、または好適な添加元素であるGe、Si、Taを添加した場合も、同様な傾向を示した。
【００５４】
なお、図３には波長405nm近傍のデータのみ示したが、傾向は測定波長である250nmから1000nmの範囲においていずれも同様であった。従って、波長の400nm以下の更に短い波長のレーザ、例えば351nm、266nmなどを用いる場合にも、この発明の実施に係る界面層材料は透明であり、光学的ロスが無い良好な誘電体材料となる。
【００５５】
［実施形態２］（界面層の組成と記録膜系および組成の検討）
図１の光記録媒体について補足説明する。基板には、射出成形で形成された厚さ0.59mmのポリカーボネート（PC）基板を使用した。グルーブピッチ0.68μｍでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（L）とグルーブ（G）の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34μｍに相当する。このPC基板１ａのグルーブが形成された面に、スパッタリング装置を用いて、光入射側に近い方に設けた情報層L0には、ZnS：SiO2（第１干渉膜）、界面層（下部界面膜）、記録膜層、界面層（上部界面膜）、ZnS：SiO2（第２干渉膜）、Ag合金（レーザ光に対して透過性を持つ反射膜）、ZnS：SiO2（第３干渉膜）が順次成膜される。一方、光入射側に遠い方に設けた情報層L1には、PC基板１ｂ上から順に、Ag合金（レーザ光に対して透過性を持つ必要がない反射膜）、ZnS：SiO2（第２干渉膜）、界面層（上部界面膜）、記録膜層、界面層（下部界面膜）、ZnS：SiO2（第１干渉膜）が順次成膜される。この成膜に用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。枚葉式スパッタ成膜装置では、基板を装着するロードロック室、搬送室、そして各膜を成膜するプロセス・チャンバーからなる。
【００５６】
プロセス・チャンバーの構成について、ここで簡単に述べておく。プロセス・チャンバーは、該チャンバーを排気する装置、真空計、圧力センサー、膜厚計、成膜する材料であるスパッタリング・ターゲット、装着した基板などから構成される。スパッタガスには、主にAr等の希ガスが用いられ、必要に応じて酸素や窒素ガスなども用いられる。スパッタ時の放電の形式は、成膜する材料や求める膜質などに応じて、高周波（ＲＦ）電源、直流（ＤＣ）電源などが用いられる。
【００５７】
この発明の実施に係る記録膜層（１３ａ、１３ｂ）には、
Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものと、
Ge、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（Gew  Sn（1-w））x（Sbv  Bi（1-v））yTezと表すとき、x+y+z=100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSnと、
更には、記録膜層が、Ge、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものを用いた。
【００５８】
多くの組成について検討したが、その一例を図６に示した。この実施例ではGeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。なお、記録膜の膜厚は、10nm以下とした。
【００５９】
界面層には、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、かつその組成比が（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表されるもので（x、y、z）=（0.05、0.05、0）の組成を用いた。化学式で表すと（ZrO1.95N0.05）99.5（Y2O3）0.05となる。
【００６０】
ZnS：SiO2膜（干渉膜）は、ZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。各媒体の作成後、分光光度計により反射率、透過率が測定される。
【００６１】
その後、図示しない初期化装置で各層の媒体全面の記録膜を結晶化した。初期化後、成膜した面を内側にしてＵＶ樹脂（ポリカーボネートと同程度の屈折率を持つ紫外線硬化樹脂）によって接着し、層間分離層を形成した。層間分離層の厚さは20μｍである。評価には、パルステック（株）製のディスク評価装置ODU−1000を用いた。同装置には、波長405nmの青紫色半導体レーザと、NA=0.65の対物レンズを備えてある。ランド・グルーブ記録の形式によって記録実験をおこなった。その条件を図７に示す。
【００６２】
ディスクの特性を評価する実験は、大きく分けて以下の4通り行った。
【００６３】
（１）ビット・エラー・レート（SbER）の測定
一つはデータの誤り率を測定するビット・エラー・レート（SbER：Simulated bit Error Rate）の測定である。もう一つは、読み出し信号品質を判断するためのアナログ測定である。SbER測定は、まず2Tから13Tまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を10回オーバーライトした。次に、前記トラックの両側の隣接トラックに同じランダムパターンを10回オーバーライトした。その後、真中のトラックに戻り、SbERを測定した。
【００６４】
（２）アナログ測定
アナログ測定は、次のように行った。やはりまず2Tから13Tまでのパターンがランダムに含まれたマーク列を10回オーバーライトした。次に、そのマーク列に9Tのシングルパターンを1回オーバーライトし、9Tマークの信号周波数の信号対ノイズ比（CNR）をスペクトラムアナライザーによって測定した。次に、消去パワーレベルのレーザビームをディスク一回転分照射し、記録マークを消去した。その際の、9Tマークの信号強度の減少分を測定し、これを消去率（ER：Erase Ratio）と定義する。次に、十分離れたトラックにヘッドを移動し、クロスイレース（E-X）の測定を行った。
【００６５】
（３）オーバーライト（OW）試験
また、3つ目の測定としてオーバーライト（OW）特性の実験を行った。この実験では同一トラックにランダム信号をオーバーライト（OW）しつつ、CNRを測定した。CNRが、初期の価より2dB以上減少してしまう回数が2000回以上あるかどうかで判定した。OW回数が何処まで可能かどうかと言う視点で実験を行っていない。映像記録用途であればOW回数は1000回程度、パーソナルコンピュータ（PC）のデータ用途を目指すならOW回数は10000回以上可能であることが求められる。ただし、マーケットとしては、圧倒的に映像記録用途が大きいので、映像記録用途を重視した評価を行うこととした。
【００６６】
（４）環境試験
環境試験は、作製したディスクを80℃、80%Rhに100hours暴露し、顕微鏡にて光記録媒体中の多層膜の間で剥離が有るかどうかを観察した。剥離がなければ、密着性が良いことを示し、種々の環境に曝されても長時間安定な特性を示すことが示唆される。
【００６７】
なお、前記のSbERの測定の最適パワーを媒体の感度とした。ここで、L0の感度とL0の透過率を測定するために、この実施例の構成のL0と何も成膜していないブランクディスクとを貼り合わせた物、およびL1と何も成膜していないブランクディスクとを貼り合わせた物も、それぞれ別途用意した。各評価は、特に明記しない場合には等速、すなわち線速5.4m/secにて評価した。
【００６８】
以下の実施形態の例も全て、上記の条件を共通に用いた。なお、図７の評価条件において、２倍速は10.8m/secであり４倍速は21.6m/secである。
【００６９】
［実施形態３］
実施形態２の構成と同様な構成で界面層としてZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記）、かつその組成比が図４に示した組成で表されるものを用いてディスクを作成し、やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果は、図９に示すように、いずれのサンプルについても、SbERはランド・グルーブともに10−5台であり、実用的なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離はいずれも認められなかった。
【００７０】
図９の実施形態３における総合判定の基準は、CNRが52dB以上、SbERが2×10-5以下、L1の書き込みパワーが5.5mW以下、L0の透過率Tが51%以上、消去率が-33dB以下の条件のうち３以上を満たす場合をVery Good、２つ以下の場合をGoodとした。
【００７１】
［実施形態４］
基板には、射出成形で形成された厚さ0.59mmのポリカーボネート（PC）基板を使用した。グルーブピッチ0.68μｍでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（L）とグルーブ（G）の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34μｍに相当する。スパッタリング装置を用いて、このPC基板のグルーブが形成された面の光入射側に近い方に設けた情報層L0に、ZnS：SiO2、界面層、記録膜層、界面層、Ag合金、界面層材料を順次成膜し、一方光入射側に遠い方に設けた情報層L1には、PC基板上から順にAg合金、界面層、記録膜層、界面層、ZnS：SiO2を順次成膜した。
【００７２】
記録膜には実施形態２と同様な材料を用い、記録膜の膜厚は10nm以下とした。ここで、界面層としては、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記され、（x、y、z）=（0.05、0.05、0）の組成を用いてディスクを作成した。または、界面層材料として、やはりZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記され、（x、y、z）=（0.5、0.05、0）の組成を用いた。実験は、実施形態２と同様に実施した。
【００７３】
以上の条件下での総合判定の結果を図８に示す。SbERはランド・グルーブともに1.5×10−5以下であり、実用的なエラーレートが得られた。次に、アナログデータの比較を行った。この媒体においては、CNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。
【００７４】
なお、図８の総合判定の基準は、CNRが52dB以上、SbERが2×10-5以下、L1の書き込みパワーが5.5mW以下、L0の透過率Tが51%以上、消去率が-33dB以下の条件のうち３以上を満たす場合をVery Good、２つ以下の場合をGoodとした。
【００７５】
図８はOW回数と環境試験の結果以外の評価結果を示している。SbERはランド・グルーブともに1.9×10−５以下であり、OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。また、この実施例のみ参考までにOW特性の評価を10000回以上実施すると10000回程度のOWは可能であることも確認できた。次に、アナログデータの比較を行った。この媒体においては、CNRがランド・グルーブともに52.9dB以上、消去率が-33.8dB以下、クロスイレースも-0.1dB以下と優れた結果となった。また、特に２層媒体で課題となるL1の感度とL0の透過率もそれぞれ5.5mW以下、51.4%と共に良好であった。L0とL1を貼り合わせた実際の片面２層ディスクにおけるL1の感度は、10.9mWであった。このように、実際の片面２層ディスクでは、L0で約半分に減光されるため、L1に必要なLDのパワーは約２倍になる。そのため、L0の高透過率化の他にL1の高感度化が必要になる。より高速記録を行う媒体においては、媒体にレーザを照射する時間が短くなるので、必要なLDのパワーも必然的に上昇する。そのため、L1のみならずL0においても高感度化が必要になってくる。
【００７６】
この実施例の膜構成を射出成形で形成された厚さ1.1mmのポリカーボネート（PC）基板上に前述のL1層の多層膜を形成し、75μｍの透明カバー層を設け、更に前述のL0層の多層膜を成膜の順序を逆にして作成し、25μｍの透明カバー層を設けたディスクを作成し、波長405nmの青紫色半導体レーザとNA=0.85の対物レンズを備えた評価装置にて、媒体の記録消去特性を評価した。L0の情報層の具体的な成膜の順序は、界面層材料、Ag合金、界面層、記録膜層、界面層、ZnS：SiO2である。基板のグルーブピッチは0.32μｍで、グルーブ記録で評価した。CNRは、52dB以上、消去率が-30dB以下、OW特性も2000回以上と非常に良好な結果を得た。従って、この発明の実施例に係る界面層材料は、基板の厚さや、光入射側のカバー層の厚さに影響されること無く、良好であると考えられる。
【００７７】
なお、記録膜層がGeSbTe系、GeSbTeSn系でも良好な結果を示したが、より良好な特性を示す場合はGeSbTeBi系、もしくはGeBiTe系を用いた場合であった。
【００７８】
界面層に用いたZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜は、RBS、XPSおよびSIMSなどの分析の結果、NがOのサイトを置換して配置されていると推定された。この傾向は、後述する実施例（界面層へ第六元素を添加）でも同様であった。
【００７９】
［実施形態５］
基板にも、実施形態２などと同様に射出成形で形成された厚さ0.59mmのポリカーボネート（PC）基板を使用した。グルーブピッチ0.68μｍでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（L）とグルーブ（G）の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34μｍに相当する。スパッタリング装置を用いて、このPC基板のグルーブが形成された面の光入射側に近い方に設けた情報層L0には、ZnS：SiO2、界面層、記録膜層、界面層、Ag合金、界面層材料を順次成膜し、一方光入射側に遠い方に設けた情報層L1には、PC基板上から順に、Ag合金、界面層、ZnS：SiO2、界面層、記録膜層、界面層、ZnS：SiO2を順次成膜した。
【００８０】
記録膜には、実施形態２と同様な材料を用いた、記録膜の膜厚は、10nm以下とした。ここで、界面層としては、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記され、（x、y、z）=（0.05、0.05、0）の組成を用いてディスクを作成した。または、界面層材料としてやはりZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記され、（x、y、z）=（0.5、0.05、0）の組成を用いた。そして実施形態２と同様な実験をした。これらの結果をやはり図８に示す。SbERはランド・グルーブともに1.6×10−5以下であり、実用的なエラーレートが得られた。次に、アナログデータの比較を行った。この媒体においては、CNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。
【００８１】
［実施形態６］（界面層へ第六元素の添加）
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層としてZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記され、0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1の範囲から選択された材料にHf（ハフニューム）、Ti（チタニューム）、Ta（タンタル）、Ge（ゲルマニューム）、Si（シリコン）、Ce（セリウム）、Mg（マグネシウム）から選ばれるいずれか１種類以上の元素を添加した薄膜を用いて、ディスクを作成した。
【００８２】
界面層材料の構成を列挙すると図５のようになる。やはり実施形態２と同様な実験をした。その結果もやはり、図８に示すように、いずれのサンプルについてもSbERはランド・グルーブともに10−5台であり、実用的なエラーレートが得られた。アナログデータに関しても、いずれもCNRがランド・グルーブともに52dB以上と優れた結果となった。OW回数も同様にいずれの媒体も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離はいずれも認められなかった。なお、この発明の実施において用いる第六元素は、界面層材料の光学定数を可変可能にすること、安定性を更に増すことなどの効果をもたらすが確認された。
【００８３】
［実施形態７］（界面層の組成の最も良い範囲の選択）
実施形態２〜6に用いたディスクの中から、GeSbTe系記録膜を用いたサンプルを、異なる線速にて評価した。各評価は実施形態２と同様な評価を行ったが、ここでは、消去率の値の比較を図１０に示す。図１０の総合判定の基準は、CNRが52dB以上、SbERが2×10-5以下、L1の書き込みパワーが5.5mW以下、L0の透過率Tが51%以上、消去率が-33dB以下の条件のうち３以上を満たす場合をVery Good、２つ以下の場合をGoodとした。
【００８４】
これらの評価から分かるように、組成が（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表され、組成比が0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1の範囲にある場合、高線速で記録消去する場合でも、特に消去率が非常に高い状態で維持されるため、更に好適であることが分かる。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。
【００８５】
［実施形態８］（記録膜の組成の最も良い範囲の選択）
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層としてZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記）、かつその組成比が（x、y、z）=（0.15、y、z）の組成比で表されるものを用いた。
【００８６】
記録膜層は、Ge、Sb、Teからなり、その組成をGexSbyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成から選択されたものと；Ge、Sb、TeおよびBiまたはSnからなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（Gew  Sn（1-w））x（Sbv  Bi（1-v））yTezと表すとき、x+y+z=100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSn；更には記録膜層がGe、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成の条件を満たすものを用いた。
【００８７】
多くの組成について検討したが、この実施例では図６に示すものを代表例とするGeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系の記録膜層を用いたディスクを例示した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。その結果を図１１に示す。図１１に示すように、CNR、各SbERとも良好な特性を示した。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。なお、図１１における高速記録消去特性の総合判定の基準は、等速の消去率が-33dB以下、かつ４倍速での消去率が-32dB以下の場合をVery Good、等速の消去率が-33dB以上、かつ４倍速での消去率が-32dB以上の場合をGoodとした。
【００８８】
［実施形態９］（記録膜の組成の最も良い範囲の選択：N2添加）
実施形態２の構成と同様な構成で、界面層としてZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され（（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表記）、かつその組成比が（x、y、z）=（0.15、y、z）の組成比で表されるものを用いた。
【００８９】
記録膜層は、Ge、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物の組成をGexSbyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を1〜5at.%添加したものから選択されたものと；Ge、Sb、Te、BiまたはSn、およびN（窒素）からなり、前記GeSbTeの組成の一部をBiおよび/またはSnで置換した組成、これを（Gew  Sn（1-w））x（Sbv  Bi（1-v））yTezと表すとき、x+y+z=100で、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7を満たすGeSbTeBi、GeSbTeSn、GeSbTeBiSnにN（窒素）を0.1〜10at.%添加したもの；更には、記録膜層がGe、Bi、Teからなり、その組成をGexBiyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれたGe、Sb、Te、およびN（窒素）からなり、Ge、Sb、Teからなる化合物の組成をGexSbyTezと表すとき、x+y+z=100で、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を0.1〜10at.%添加したものの中から選択したものを用いた。
【００９０】
多くの組成について検討したが、この実施例では、図６に示すものを代表例として、それぞれにN（窒素）を1〜5at.%添加したものとした。この実施例では、GeSbTe系、GeSbTeSn系、およびGeBiTe系のそれぞれにN（窒素）を添加した記録膜膜を用いたディスクの例を示した。また、評価については、それぞれ実施形態２と同様な実験を２倍速の線速、すなわち線速10.8m/secにて評価した。これらの結果を図１２に示す。この表に示すようにCNR、各SbERとも良好な特性を示した。OW回数も2000回以上と実用的な特性が得られ、かつ環境試験後に膜中に剥離は認められなかった。N（窒素）は、1〜5at.%が好適であるが、この中で3at.%近傍がより好適であった。なお、図１２における総合判定の基準は、CNRが53dB以上の場合をVery Good、それ以下をGoodとした。
【００９１】
図１３は、各実施例に用いた窒素添加記録膜組成とその評価結果をまとめたものである。図１３における総合判定の基準は、SbERが3×10-5以下の場合をVery Good、それ以上をGoodとした。図１３が図１２の実施例と判定基準が異なるのは、以下のような理由による。すなわち、図１３の実施例は、２倍速での実験であるため、アモルファス・マークを形成し易い。故に、CNRが高くなる。そのため、等倍速で評価基準を変えた。
【００９２】
［実施形態１0］（REDML構造またはTRC構造）
図２は、この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例２）の断面構造を説明する図である。図２の例２は、図１の例１における第２干渉膜１５ｂを超徐冷構造（２１＋２２）としたものである。図２の例の基板１ａ／１ｂには、射出成形で形成された厚さ0.59mmのポリカーボネート（PC）基板を使用した。グルーブピッチ0.68μmでグルーブを形成したものを用いたので、ランド（L）とグルーブ（G）の両方に記録する場合は、トラックピッチ0.34μｍに相当する。このPC基板１ａのグルーブが形成された面に、スパッタリング装置（図２０を参照）を用いて光入射側に近い方に設けた情報層L0側１９には、ZnS：SiO2１１ａ、界面層１２ａ、記録膜層１３ａ、界面層１４ａ、ZnS：SiO2１５ａ、Ag合金１６ａ、ZnS：SiO2１７ａを順次成膜する。
【００９３】
一方、光入射側に遠い方に設けた情報層L1側２０には、PC基板１ｂ上から順にAg合金１６ｂ、REDML構造の３層の積層膜（２１＋２２）、界面層１４ｂ、記録膜層１３ｂ、界面層１２ｂ、ZnS：SiO2１１ｂを順次成膜した。ここで、REDML構造の３層の積層膜（２１＋２２）は、ZnS：SiO2、界面層材料２２とZnS：SiO2干渉膜（誘電体膜）２１を交互に（ここでは交互に３層）積層した構造を取っている。記録膜層１３ｂは、GeSbTeBi系記録膜を用いた場合を示す。記録膜の膜厚は、10nm以下とした。
【００９４】
界面層１２ｂ／１４ｂには、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、かつその組成比が（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yで表されるもので（x、y、z）=（0.05、0.05、0）の組成を用いた。ZnS：SiO2膜はZnSにSiO2を混合したターゲットを用いて成膜した。用いたスパッタ装置は、各層をそれぞれ異なる成膜室でスパッタ成膜する、いわゆる枚葉式スパッタ成膜装置である。
【００９５】
ビットエラーレート（SbER）はランド・グルーブともに2.3×10−5以下であり、実用的なエラーレートが得られた。次に、アナログデータの比較を行った。この媒体においては、CNRがランド・グルーブともに52.8dB以上、そして何よりもL1の感度が4.4mWと非常に高感度化でき、優れた結果となった。CNRのパワー特性の評価は特性からも非常に低パワーから記録膜へのアモルファス・マークが形成され始めることが確認された。REDML構造（図２の例では３層）を4層や5層と膜総数を多くするとより感度を高めることが出来る。
【００９６】
記録膜１３、もしくは該記録膜と接する界面層薄膜１４と金属反射膜１６との間に、光学調整と加熱／冷却度の調整を同時に満たすこと目的として、屈折率が同等、かつ異種材料の３層以上の多層膜（２１＋２２）を具備し、少なくともその内の一層がZr、O、N、およびYもしくはNb、またはYおよびNbから構成される薄膜を用いると、良好な結晶化促進機能を保ったまま、多層膜の実質的な屈折率を同等に保ったまま、実効的な熱伝導特性を自由に変えられることが判明した。
【００９７】
本願発明者らは、この構造（例えば図２の２１＋２２）をREDML（Response Enhanced Dielectric Multi Layer）構造、またはTRC（Thermal Response Controlled Dielectric Multi Layer）構造などと呼ぶ。これは異種の薄膜材料を積層することにより薄膜間の界面に界面熱抵抗が発現することによる。もう一方の積層する薄膜材料に、例えばZnS-SiO2を用いると、その熱物性値は、外部環境が同じであれば、その材料にのみ依存するので、従来では達成できなかった超徐冷構造（上記の界面熱抵抗により記録膜の熱が反射膜側へ逃げにくい構造）を具現化することができる。
【００９８】
光記録媒体は、記録膜による吸収光によって発熱し、その熱が上下の膜を介して伝熱することにより冷却される。一般に、記録膜の受けた光による発熱は、そのパワー、線速、照射時間のほかに、記録膜上下の膜の熱伝導特性と、記録膜の結晶化速度との兼ね合いによって決まる。こうして決まる発熱具合によって、非晶質化するか結晶となるかが決まる。したがって、所望の線速において、良好な記録マークを形成し、かつ十分な消去特性を得るには記録膜上下の膜の熱伝導率を微妙に制御することが肝要である。
【００９９】
しかるに、この発明の界面層材料は、各元素の組成を調整することにより結晶化促進の挙動、すなわち結晶化速度と屈折率を同時にコントロールすることができる。また（前記超徐冷構造を適宜併用することにより）熱伝導特性も変えられるので、記録媒体膜構成の設計が格段に容易になるほか、従来必須と思われていたZnS：SiO2保護膜を、界面膜材料で置き換えることも可能であり、その場合膜の積層数が減らせ、製造性に優れた記録媒体を提供できる。
【０１００】
図１のL1層の「第２干渉膜１５ｂ」を、図２の多層入れ子構造の「干渉膜（誘電膜）２１＋界面膜２２」に変更した場合の効果は、従来の材料には無い徐冷構造が得られることにある。図２の例では３層の入れ子構造であるが、入れ子構造の膜総数が増えると膜と膜の界面が増え、その結果より大きな界面熱抵抗が発生し、超徐冷となる。また、多層入れ子構造の膜の総数により、熱抵抗を調整することができる。一つの膜の厚みは、薄ければ薄いほど界面熱抵抗の効果が顕著になるが、実用性を加味すれば、一つの膜厚の最低値は2nm程度となる。
【０１０１】
なお、多層入れ子構造の膜の総数が多いほど製造プロセスが長くなりコストアップの要因となるが、膜の総数が多くなっても材料費の増大は殆どないので、量産効果でこの種のコストアップは回避することができる。
【０１０２】
［比較例1〜5］
次に比較例を示す。やはり実施形態２の構成と同様な構成で界面層としてそれぞれCr2O3から構成されるもの、SiC、Ta2O5+SiC、GeN、GeCrN、を用いたディスク、および界面層を用いなかったディスクを作成した。それらを図１４に整理した。やはりそれぞれ実施形態２と同様な実験をした。その結果を図１５、図１６に示す。図１５、図１６に示すように、CNR、SbER、消去率ER、L1の感度、またはL0の透過率のいずれかが十分な特性が得られなかった。そのため、OW特性の評価は未実施である。
【０１０３】
図１５、図１６において、比較例3、4は、等速の特性、特に消去特性が非常に悪いので、比較にならなかった。そのため、こちらも総合判定は、NGである。比較例5、6は、等速の特性を評価した結果、CNRが50dB以下しか得られなかった。そのため、その他の測定は実施せず、総合判定は、NGと判断した。
【０１０４】
図１７は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeSbTe三元相図である。この例では、記録膜１３ａ、１３ｂは少なくともゲルマニュームGeとアンチモンSbとテルルTeを含有している（窒素Nをさらに含有する場合もある）。その組成をGexSbyTezかつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ１］またはそのエリア上［Ｂ１］の組成を持つように構成される。
【０１０５】
図１８は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeBiTe三元相図である。この例では、記録膜１３ａ、１３ｂは少なくともゲルマニュームGeとビスマスBiとテルルTeを含有している（窒素Nをさらに含有する場合もある）。その組成をGexBiyTezかつx+y+z=100で表したときに、前記記録膜が、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで規定されるエリア内［Ａ２］またはそのエリア上［Ｂ２］の組成を持つように構成される。
【０１０６】
図１９は、この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGe/Sn-Sb/Bi-Te三元相図である。この例は、図１７のGeおよび／またはSbがSnおよび／またはBiで置換される場合を示しており、記録膜１３ａ、１３ｂの組成の一部をビスマスBiおよび／またはスズSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100で表したときに、この組成におけるｗおよびｖが、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7となるように構成される。このような構成を持つGeSnSbTe、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi系化合物に窒素Nを１ないし５at.%添加してもよい。
【０１０７】
図２０は、この発明の一実施の形態に係るディスク製造装置（スパッタリング装置）を説明する図である。真空容器１００Ａ内の図の上部近傍には、PC基板支持用の円盤状回転基台１０２Ａが、回転面が図中で水平（紙面に垂直）になるように配設されている。回転基台１０２Ａの下面にPC基板が支持され、モータ１１０Ａにより回転されるようになっている（回転させない実施形態もあり得る）。
【０１０８】
真空容器１００Ａ内の図の下部近傍には、上方の回転基台１０２Ａと対向するように、スパッタリング源（ターゲット材）が配置されたアノード板１０４Ａが配設される。アノード板１０４Ａの下部には回転可能に構成されたマグネット１１１Ａが配設されている。回転基台（カソード板）１０２Ａは接地される。アノード板１０４Ａには、ＲＦスパッタの場合、高周波電源装置１１２Ａが接続される。（ＤＣスパッタの場合なら直流電源装置１１２Ａが接続される。）スパッタリングが行われる際は、電源装置１１２Ａの出力電圧が、接地されたカソード板１０２Ａとアノード板１０４Ａとの間に印加される。
【０１０９】
真空容器１００Ａは、ガス排気ポート１１３Ａを介して排気装置１１４Ａに接続される。排気装置１１４Ａにより十分に排気された真空容器１００Ａへは、スパッタリング実行時に、ガス導入ポート１１５Ａおよび制御バルブ１１８Ａを介して、ガスボンベ１１６から、スパッタリングガス（アルゴン等の不活性ガスその他）が微量注入される。スパッタリングガスの注入量は、真空容器１００Ａに取り付けられた内圧センサ（真空計）１０８Ａによりチェックされる。基板回転モータ１１０Ａ、マグネット１１１Ａ、スパッタリング用電源装置１１２Ａ、排気装置１１４Ａおよび制御バルブ１１８Ａは、スパッタリング制御装置１２０Ａにより、コンピュータコントロールされる。
【０１１０】
アノード板１０４Ａに配置されたスパッタリング源の上方には、膜厚計測機能を持つモニタ装置１０６Ａが設けられている。制御装置１２０ＡのＣＰＵは、モニタ装置１０６Ａによって、スパッタリング源から基板へのスパッタ量をモニタする。すなわち、制御装置１２０ＡのＣＰＵは、基板にスパッタされた薄膜をモニタしながら、薄膜層が所定の組成となるように（あるいは所定の膜厚になるように）、電源装置１１２Ａからアノード板１０４Ａへの高周波電力を調節するようにプログラムされる。
【０１１１】
なお、図２０の真空容器１００Ａは、図示しないがロード・ロック室とプロセス・チャンバーを装備しており、スパッタリング中はそれぞれ別に機能するようになっている。
【０１１２】
図２１は、この発明の一実施の形態に係るディスク製造工程を説明するフローチャートである。まず、基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）スパッタリング装置の所定部分に装着し（ステップＳＴ１００）、真空容器１００Ａ内のロード・ロック室を真空引きする（ステップＳＴ１０２）。内圧センサ１０８Ａによりロード・ロック室内の真空度が例えば１×１０−３（Pa）以下になったら（ステップＳＴ１０４イエス）、基板を真空容器１００Ａ内のプロセス・チャンバーに移動させる（ステップＳＴ１０６）。基板が所定のターゲット材と対向する位置に移動したら、カソード板１０２Ａ側の基板を回転させるとともに、アノード板１０４Ａ側のマグネット１１１Ａを回転させる（ステップＳＴ１０８）。
【０１１３】
その後、ガスボンベ１１６Ａからプロセス・チャンバー内にスパッタリングガスを導入し（ステップＳＴ１１０）、電源装置１１２Ａを起動してプラズマ着火を開始する（ステップＳＴ１１２）。これにより、基板上に均一にターゲット材の組成に対応した薄膜が形成される（ステップＳＴ１１４）。膜厚計１０６Ａのモニタにより所望厚の薄膜が形成されたことが分かったら、プロセス・チャンバーへのガス導入を停止し（ステップＳＴ１１６）、１つの薄膜の形成が終了する。
【０１１４】
同基板上にさらに薄膜を形成するときは（ステップＳＴ１１８イエス）、ステップＳＴ１０６〜ＳＴ１１６の処理が再度実行される。その際、成膜する薄膜の組成が変わるときは該当するターゲット材に変更するとともに、必要に応じてチャンバー内に導入するガスの成分も変更する。例えば、成膜の種類によって、ガスをアルゴンのみとしたり、アルゴンと窒素の混合ガスにしたりすることができる。
【０１１５】
同基板上に全ての成膜が済んだら（ステップＳＴ１１８ノー）、カソード板１０２Ａ側の基板回転と、アノード板１０４Ａ側のマグネット回転を停止する（ステップＳＴ１２０）。その後成膜が完了した基板をロード・ロック室へ搬送し（ステップＳＴ１２２）、ロード・ロック室に外気をリークして真空状態を解除し、成膜完了後の基板１ａ／１ｂを（人手またはロボットアームにより）取り出す（ステップＳＴ１２４）。その後、成膜終了後の基板１ａと１ｂを図１や図２に例示されるように貼り合わせて、片面多層の光ディスク（高密度記録用DVD-RW/RAM等）が完成する。
【０１１６】
図２２は、上述したような工程で完成したディスクに記録される情報のデータ構造を説明する図である。図２２に示すように、ディスク内のデータは、ファイルシステムが入っているボリューム／ファイル構造情報領域１１１とデータファイルを実際に記録するデータ領域１１２を含んで構成されている。ボリューム／ファイル構造情報領域１１１に記録されるファイルシステムは、どのファイルがどこに記録されているかを示す情報で構成されている。データ領域１１２は、一般のコンピュータ記録に利用される領域１２０、１２２と、ＡＶデータが記録される領域１２１に分けられる。ＡＶデータ記録領域１２１は、ＡＶデータの管理をするためのＶＭＧファイルがあるＡＶデータ管理情報領域１３０と、ビデオレコーディング規格のオブジェクトデータファイルが記録されるＶＲオブジェクト群記録領域（ＭＰＥＧプログラムストリーム等を用いる）１３２と、デジタル放送に対応したオブジェクトが記録されるストリームオブジェクト記録領域（ＭＰＥＧトランスポートストリーム等を用いる）１３３を含んで構成されている。
【０１１７】
図２３は、図２２のデータ構造を利用して、情報記録媒体（光ディスク、ハードディスク等）にＡＶ情報（デジタルＴＶ放送プログラム等）を記録し再生する装置の一例を説明するブロック図である。この装置は、ＭＰＵ部、表示部、デコーダ部、エンコーダ部、ＴＶチューナ部、ＳＴＣ部（System Time Counter）、Ｄ−ＰＲＯ部、一時記憶部、ディスクドライブ部、キー入力部、Ｖミキシング部、フレームメモリ部、ＴＶ用Ｄ／Ａ部と、地上波デジタルチューナ部と、ＩＥＥＥ１３９４Ｉ／Ｆ部、イーサネット（登録商標）Ｉ／Ｆ部、リモコン受信部と、さらに、ＳＴＢ部（ＢＳデジタルチューナ等）、緊急放送検出部、ＨＤＤ部等により構成されている。この構成は、録再DVDレコーダ（DVD-VRレコーダ）にストリーマの機能を追加する形で構成している。
【０１１８】
エンコーダ部内には、Ａ／Ｄ部、ビデオエンコード部、オーディオエンコード部、ＳＰエンコード部、フォーマット部、バッファメモリ部より構成され、デコード部は、分離部、ビデオデコード部、ＳＰデコード部、オーディオデコード部、ＴＳパケット転送部、Ｖ−ＰＲＯ部、オーディオ用Ｄ／Ａ部より構成されている。さらに、ＳＴＢ部には、デジタル放送を受信するためのアンテナが付いている。なお、ＳＴＣ部は２７ＭＨｚベースでカウントするように構成されている。
【０１１９】
記録時の信号の流れは、ＳＴＢ部（または地上波デジタルチューナ）で受け取ったＴＳパケットデータは、フォーマッタ部で、パケットグループ化されワークＲＡＭへ保存し、一定量たまった時点でディスクに記録される。また、このフォーマッタ部９０には、ＰＡＴＳ用の内部カウンタ９０ａが接続されている。ＴＳパケットの到着時間はＰＡＴＳ用のカウンタ９０ａでカウントし、そのカウント値を各ＴＳパケットの先頭に付けて、バッファリングされる。このカウンタ９０ａはＳＣＲによりカウント間隔の微調整は行うがＳＴＣ１０２のようにＳＣＲの値をロードする事は無い。この時の動作は、ＴＳパケットを受信すると１７０パケットづつグルーピング化し、パケットグループヘッダを作成する。
【０１２０】
その場合、Packet Groupの先頭のPacketのＰＡＴＳの上位２バイトのみヘッダに入れ、それ以外のＰＡＴＳは下位4バイトのみがＴＳパケットとともに（ＴＳパケットの前に）保存される。また、地上波チューナやライン入力から入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ部でデジタル変換される。そのデジタル信号は、各エンコーダ部へ入力される。ビデオ信号はビデオエンコード部へ、オーディオ信号はオーディオエンコード部へ、文字放送などの文字データはＳＰエンコード部へ入力され、ビデオ信号はＭＰＥＧ圧縮され、オーディオ信号はＡＣ３圧縮またはＭＰＥＧオーディオ圧縮がなされ、文字データはランレングス圧縮される。
【０１２１】
各エンコーダ部（ＶＲ用）から、圧縮データがパック化された場合に2048バイトになるようにパケット化されて、フォーマッタ部へ入力される。フォーマッタ部では、各パケットがパック化され、さらに、プログラムストリームとして、多重化され、Ｄ−ＰＲＯ部へ送られる。Ｄ−ＰＲＯ部では、１６Logical Bock毎にＥＣＣブロックを形成し、エラー訂正データを付け、ドライブ部によりディスクに記録される。
【０１２２】
ここで、ドライブ部がシーク中やトラックジャンプなどの場合のため、ビジィー状態の場合には、ＨＤＤバッファ部へ入れられ、DVD-RAMドライブ部の準備ができるまで待つこととなる。さらに、フォーマッタ部では、録画中、各切り分け情報を作成し、定期的にＭＰＵ部へ送る（ＧＯＰ先頭割り込みなど）。切り分け情報としては、ＥＶＯＢＵ（ＥＳＯＢＵ）のパック数、ＥＶＯＢＵ（ＥＳＯＢＵ）先頭からのＩピクチャのエンドアドレス、ＥＶＯＢＵ（ＥＳＯＢＵ）の再生時間などである。
【０１２３】
また、再生時の記録の流れは、ディスクからドライブ部よりデータを読み出し、Ｄ−ＰＲＯ部でエラー訂正を行い、デコード部へ入力される。ＭＰＵ部は入力されるデータがＶＲデータか、ＳＲデータかの種別を判定し、デコーダ部に再生前にその種別を設定する。ＳＲデータの場合、ＭＰＵ部は再生するセルの情報より、再生するＰＩＤを決め、ＰＭＴより、再生する各アイテム（ビデオ、オーディオ等）のＰＩＤを決め、デコーダ部へ設定する。デコーダ部は、そのＰＩＤを元に、分離部で各ＴＳパケットを各デコード部へ送るとともに、ＴＳパケット転送部へ送り、パケットの到着時間にしたがって、ＳＴＢ部（１３９４Ｉ／Ｆ部）へＴＳパケットの形で送信する。各デコード部は、デコードを行い、Ｄ／Ａ部でアナログ信号に変換し、ＴＶで表示する。ＶＲデータの場合、分離部は、固定のＩＤに従い、各デコード部へ送る。各デコード部は、デコードを行い、Ｄ／Ａ部でアナログ信号に変換し、ＴＶで表示する。
【０１２４】
図２４は、図２３の装置の全体の動作の一例を説明するフローチャート（全体動作処理フロー）である。ここでのデータ処理は、録画処理、再生処理、データ転送処理（ＳＴＢへのデジタル出力処理など）、番組設定処理、編集処理の５通りとなる。例えば図２３の装置の電源がオンされると、ＭＰＵ部８０は、（工場出荷時またはユーザが設定した後の）初期設定を行い（ステップＳＴ１０）、表示設定を行って（ステップＳＴ１２）、ユーザ操作を待つ。ユーザがキー入力部１０３またはリモコン１０３ａからキー入力を行うと（ステップＳＴ１４）、ＭＰＵ部８０はそのキー入力の内容を解釈する（ステップＳＴ１６）。この入力キー解釈の結果に応じて、以下の４つのデータ処理が、適宜実行される。
【０１２５】
すなわち、キー入力が例えばタイマ予約録画設定のキー操作であれば、番組設定処理に入る（ステップＳＴ２０）。キー入力が録画開始のキー操作であれば、録画処理に入る（ステップＳＴ２２）。キー入力が再生開始のキー操作であれば、再生処理に入る（ステップＳＴ２４）。キー入力がＳＴＢへデジタル出力させるキー操作であれば、デジタル出力処理に入る（ステップＳＴ２６）。編集処理のキー操作であれば、編集処理に入る（ステップＳＴ２８）。
【０１２６】
ステップＳＴ２０〜ＳＴ２８の処理は、そのタスク毎に適宜並列処理される。例えば、再生処理中（ＳＴ２４）にＳＴＢへデジタル出力する処理（ＳＴ２６）が並列に実行される。あるいは、タイマ予約録画でない録画処理中（ＳＴ２２）に新たな番組設定処理（ＳＴ２０）を並列に処理するように構成することができる。あるいは、高速アクセス可能なディスク記録の特徴を生かし、録画処理（ＳＴ２２）中に再生処理（ＳＴ２４）とデジタル出力処理（ＳＴ２６）を並列処理するように構成することもできる。ＨＤＤへの録画中にディスクの編集処理（ステップＳＴ２８）を行うように構成することも可能である。
【０１２７】
図２５は、この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例３）の断面構造を説明する図である。この例３は、図１のL0層１９をレーザ光受面から0.1mmのところに設けたもので、L0層の情報読み書きにはNA=0.8〜0.9の対物レンズが用いられ、レーザ光受面から0.6mm程のところに設けられたL1層２０の情報読み書きにはNA=0.6〜0.7の対物レンズが用いられる。
【０１２８】
図２６は、この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例４）の断面構造を説明する図である。この例４は、図２のL0層１９をレーザ光受面から0.1mmのところに設けたもので、L1層２０側には超徐冷構造（２１＋２２）が設けられている。
【０１２９】
図２７は、この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例５）の断面構造を説明する図である。この例５は図１または図２５の構造を３層構造化したものである。すなわち、レーザ光受面から0.6mm程のところにL1記録膜１３ａとL2記録膜１３ｂを設け、レーザ光受面から0.1mmのところにL0記録膜を含む記録層構造１９ｄを設けている。
【０１３０】
図２８は、この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例６）の断面構造を説明する図である。この例６は、図２７の構造に図２の超徐冷構造（２１＋２２）を導入したものである。
【０１３１】
＜まとめ＞
この発明の実施にあたっての必須要件は、原子配列を可逆的に変化する記録膜に接して、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜を配置することなどであって、その他の膜が、前記実施例に説明した材料に限定されるものでないことは言うまでもない。また、記録膜材料も、この発明の効果を損なわない範囲でGeSbTeにSn、Bi以外の材料、例えば、Co、V、Agなどを微量添加しても、またはGeBiTeに例えば、Co、V、Agなどを微量添加しても、この発明を逸脱するものではない。また、「接する」という言葉の意味には、成膜中に自然に形成される極薄酸化層（厚さ0nm〜2nm）がオージェ分析等で検出されたとしても、それをもって接していないと言うことはできず、ジルコニューム等を含まない膜を記録膜と界面膜との間に意図的にはさまない限りは、この発明に言う「接する」という表現が適用される。
【０１３２】
また、この実施例は何ら基板の厚さや成膜の順番に制限をもたらすものではなく、成膜する基板を介して光を入射する形式の媒体にも、成膜した基板に別な透明シートを接着し、そのシートを介して光を入射する形式の媒体にも同様に適用できる。例えば、0.85程度の高NAの対物レンズを用い、光入射側の透明シート厚を0.1mm程度に薄く設計したタイプの記録媒体に関しても、この発明の効果が有効であることは以上の説明から明らかである。また、使用するレーザの波長も405nm近傍に限定されるものではなく、界面層材料の光学特性からは、更に短波長の350nm、250nm近傍まで実質的に透明であり、この発明の効果が有効であると言える。
【０１３３】
この発明の実施にあたっては、以下に示す点が重要である。すなわち、光を用いて可逆的に記録・消去を行う記録媒体は、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する薄膜で構成される。この薄膜膜のうち、少なくとも１層（界面層）が、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される。該薄膜は、ZrO2+Y2O3、またはZrO2+Nb2O5、ZrO2+Y2O3+Nb2O5などから構成されるスパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスと窒素（N2）ガスとの混合ガス、または窒素（N2）ガスのみでスパッタすることにより、またはZrO2+ZrN+Y2O3などから構成されるスパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスのみ、もしくはAr等の不活性ガスと窒素（N2）ガスとの混合ガス、または窒素（N2）ガスのみでスパッタすることにより得られる。
【０１３４】
Y（イットリア）、またはNb（ニオブ）以外に、Ce（セリウム）、Mg（マグネシウム）なども同様な効果がある。この場合には、ZrO2+CeO2やZrO2+MgOなどのスパッタリング・ターゲットが用いることができる。この場合にはY、またはNbをCe、Mgのいずれか、または両者で置換することも可能となる。
【０１３５】
光を用いて可逆的に記録・消去を行う記録媒体は、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する薄膜で構成される。この薄膜膜のうち、少なくとも１層（界面層）が、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成され、NがOのサイトを置換して配置され、ZrとOとNとの化合物からなる。このような光記録媒体において、該薄膜は、（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）y（0＜x≦0.5、0＜y≦0.1、0≦z≦1）、より好ましくは（0＜x≦0.2、0＜y≦0.1、0≦z≦1）の組成比で表される。
【０１３６】
なお、Y2O3またはNb2O5と記したが、膜中の酸素がどの元素と結合していると断定すること非常に難しい。そのため、ミクロスコピックに分析をすると、Y2O3またはNb2O5のような、組成ずれも無く完全な化合物を形成している訳ではない。上記の表記は、出発原料の構成を元にした記述であり、分析の結果、Y2O3またはNb2O5からずれている組成だとしてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。スパッタリング・ターゲットの組成と種々の条件で形成された薄膜の組成との間には若干の組成ずれがあることは良く知られている。一般的には±1at.%程度の差は、特別な場合を除いては同じ組成と認識されていると言える。
【０１３７】
光を用いて可逆的に記録・消去を行う記録媒体は、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する薄膜で構成される。この薄膜のうち、少なくとも１層（界面層）が、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbからなり、該薄膜の減衰係数が、（波長λが250nm〜1000nmの範囲において）1×10−2以下、より好ましくは1×10−3以下であることを特徴としている。
【０１３８】
光を用いて可逆的に記録・消去を行う記録媒体は、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、該記録膜に接する薄膜で構成される。この薄膜のうち、少なくとも１層（界面層）が、Zr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNb、更には下記記載した第六の元素郡のうち、少なくとも一種類の元素を含む：
第六元素郡：Hf（ハフニューム）、Ti（チタニューム）、Ta（タンタル）、Ge（ゲルマニューム）、Si（シリコン）、Ce（セリウム）、Mg（マグネシウム）。
【０１３９】
なお、ここまで示したZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成された化合物は、ZnS-SiO2等のいわゆる保護膜材料としても良好な特性を示す誘電体材料である。ZrO2は、光ディスクの保護膜材料として用いるにも比較的熱伝導率が低く、Zr、O、Nなどから構成される薄膜は熱伝導率および光学定数が可変出来る。このことは非常に有益であり、例えば片面２層媒体のL0のトップの誘電体層（図1の例では第３干渉膜１７ａ）としても非常に良好である。
【０１４０】
ここで、純ZrO2も、酸素欠損量をコントロールすることにより、ある程度、熱伝導率と光学定数を変更することが可能であるが、酸素欠損量を高い精度でコントロールすることは非常に難しい。そのため、前記保護膜として純ZrO2を使用することが最も容易であるが、光ディスクの保護膜材料として用いるには、製造時の安定性と共に環境に対する安定性、すなわち高い保存性が要求される。
【０１４１】
今後、２倍速、４倍速、８倍速と言った高速記録を行うためには、使用するレーザの強度を高める必要がある。特にL1ではL0を通過することによる減衰でほぼ半分になったレーザ光により記録、消去を行う。青紫色LDの高強度化は日進源歩で進んでいるものの、L1ではL0よりほぼ４倍敏感になるので、わずかな感度低下でも記録、消去が出来なくなる恐れがあり、常に媒体の感度向上が望まれている。
【０１４２】
光を用いて可逆的に記録・消去を行う記録媒体は、基板と、原子配列を可逆的に変化させることができる記録膜と、この記録膜に隣接する界面層薄膜と、この界面層薄膜に隣接する金属反射膜を有する。ここで、該記録膜もしくは該界面層薄膜と金属反射膜との間に、光学調整と熱バランスを同時に満たすことを目的として、屈折率が同等、かつ異種材料の３層以上の多層膜を設け、少なくともその内の一層がZr（ジルコニューム）、O（酸素）、およびN（窒素）などから構成される。本願発明者らは、この構造をResponse Enhanced Dielectric Multi Layer（REDML）構造、またはThermal Response Controlled Dielectric Multi Layer（TRC）構造と呼ぶ。
【０１４３】
以上の構成も前記の媒体感度の向上を目的としている。光ディスクの保護膜用材料として最もポピュラーなZnS-SiO2は、記録膜の冷却に大きく寄与する「記録膜と反射膜との間」に用いられることが多いが、この部分での冷却度の調整はZnS-SiO2の膜厚を変える以外は無い。その場合（ZnS-SiO2の膜厚を変えた場合）には媒体の光学特性も変わってしまう。ZnS-SiO2は、膜組織を多少変えるだけでは、熱伝導率はほとんど変わらない。
【０１４４】
一方、ZnS-SiO2を他の材料で置き換えると、光学特性が変化することや、オーバーライト（OW）特性の劣化など別な問題が発生する。また、ZnS-SiO2は、光ディスクに用いられる誘電体材料の中では、比較的熱伝導率が悪い部類に属する。高感度化のためにはある時間は記録膜を保温し、その後膜の面内方向より断面方向に速やかに熱を逃がすことが必要になる。この発明に係る前述したREDML構造またはTRC構造は、積層薄膜の光学特性をほとんど変えることなく、積層薄膜中の非定常的な熱伝導を遅らせたり、定常状態の実効的な熱伝導率を低くしたりすることができる。そのため、媒体の高感度化には非常に有効な構成である。
【０１４５】
記録膜は、少なくともGeと、Sbと、Teとを含有し、その組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100とするとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成である。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。記録膜についても同様にスパッタリング・ターゲットの組成と種々の条件で形成された薄膜の組成との間には若干の組成ずれがあることは良く知られている。一般的には±1[at.%]程度の差は、特別な場合を除いては同じ組成と認識されていると言える。
【０１４６】
記録膜は、少なくともGeと、Sbと、Teとを含有し、上記に示した範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび/またはSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100とするとき、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7を満たす。この記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
【０１４７】
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、およびSn/Bi以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
【０１４８】
記録膜は、少なくともGeと、Biと、Teとを含有し、その組成GexBiyTez  かつx+y+z=100とするとき、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成である。こちらも同様に記録膜中のGeは比較的酸化し易い。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
【０１４９】
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
【０１５０】
記録膜は、少なくともGeと、Sbと、Teと、N（窒素）を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100であらわすとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeSbTe系化合物にN（窒素）を1〜5at.%添加する。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。また、この例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。こちらも同様に記録膜中のGeは比較的酸化し易い。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
【０１５１】
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）がやはり含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
【０１５２】
記録膜は、少なくともGeと、Sbと、Teと、N（窒素）を含有し、うちGe、Sb、Teの間の組成をGexSbyTez  かつx+y+z=100であらわすとき、GeSbTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた範囲内の組成を元にして、その一部をBiおよび/またはSnで置換し、置換後の組成を(Gew  Sn(1-w))x  (Sbv  Bi(1-v))y  Tezかつx+y+z=100とするとき、0≦w＜0.5かつ0≦v＜0.7を満たし、該組成領域のGeSnSbTe、GeSbTeBi、GeSnSbTeBi系化合物にN（窒素）を1〜5at.%添加する。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。また、この例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。こちらも同様に記録膜中のGeは比較的酸化し易い。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
【０１５３】
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Sb、Te、Sn/Bi以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
【０１５４】
記録膜は、少なくともGeと、Biと、Teと、N（窒素）を含有し、うちGe、Bi、Teの間の組成をGexBiyTezかつx+y+z=100であらわすとき、GeBiTe三元相図上で、x=55・z=45と、x=45・z=55と、x=10・y=28・z=42と、x=10・y=36・z=54とで囲まれた組成領域のGeBiTe系化合物にN（窒素）を1〜5at.%添加する。なお、添加された窒素は膜中で常に均一に分布するとは限らず、成膜条件条件によっては分布が生じることがある。その場合には、添加しようとした膜中の中の総量で添加量を分析、評価する必要がある。また、この例のように記録膜と接する層に窒素が含まれる場合には、この記録膜と接する層から窒素が拡散することがある。こちらも同様に、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。記録膜は、前記の組成のスパッタリング・ターゲットを用いて、該スパッタリング・ターゲットをAr等の不活性ガスを用いてスパッタすることにより得られる。
【０１５５】
なお、記録膜中のGeは比較的酸化し易い。出発原料のスパッタリング・ターゲット、およびスパッタに用いるAr等の不活性ガス中に微量ながら酸素が含まれる。加えて、スパッタガスに窒素（N2）を含むガスを用いる場合には、スパッタガス中に微量の酸素（O）が含まれる。そのため、該記録膜には微量の酸素の混入は避けられない。また、該記録膜と接する層にZr（ジルコニューム）、O（酸素）、N（窒素）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbから構成される薄膜、すなわち酸化物薄膜を用いるため、酸素は微量に記録膜中に拡散するため更に酸素量は増えることになる。このように記録膜にGe、Bi、およびTe以外に酸素（O）などが検出されてもこの発明の趣旨を逸脱するものではない。
【０１５６】
これらの記録膜の材料系および組成は、必要とされる結晶化速度や媒体の感度、それから媒体の反射率、コントラスト、透過率と言った光学特性などにより選択されるが、上記の範囲が好適であった。
【０１５７】
上述したように、原子配列を可逆的に変化する記録膜を用いて記録を行う相変化型光記録媒体において、該記録膜に接する膜がジルコニューム（Zr）、酸素（O）、窒素（N）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbからなる薄膜を具備することなどによって、記録時に再結晶化することなく、所望のマーク幅が得られる。このため高いCNR、低いビット・エラーレートが確保でき、すぐれた消去比が得られる上、優れたクロスイレース特性を得ることができる。また、本願発明者らが（REDML）構造、または（TRC）構造と呼ぶ、記録膜、もしくは該記録膜と接する界面層薄膜と金属反射膜との間に光学調整と熱バランスを同時に満たすこと目的とした屈折率が同等、かつ異種材料の３層以上の多層膜を具備し、少なくともその内の一層がZr（ジルコニューム）、O（酸素）、窒素（N）、およびY（イットリア）、もしくはNb（ニオブ）、またはYおよびNbからなることにより、好ましい熱伝導特性と光学定数を両立することができ、そのためこれまで必須と思われていたZnS：SiO2などの透明干渉層と、界面膜の機能を兼ねさせることができるので、構成が単純化され製造性にすぐれた光記録媒体が提供できる。
【０１５８】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されるものではなく、現在または将来の実施段階では、その時点で利用可能な技術に基づき、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、実施の形態では基板材料としてポリカーボネートを例示したが、別の基板材料（アクリル等）を用いた光ディスクでもこの発明を実施できる。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】この発明の一実施の形態に係る光記録媒体（例１）の断面構造を説明する図。
【図２】この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例２）の断面構造を説明する図。
【図３】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）を変えたときにその減衰係数がどうなるかを例示する図。
【図４】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）とサンプル番号（他図のサンプル番号とは異なる）との対応を例示する図。
【図５】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の界面層に用いる化合物に種々な第六元素が添加されたサンプル番号（他図のサンプル番号とは異なる）との対応を例示する図。
【図６】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成例とそのサンプル番号（他図のサンプル番号とは異なる）との対応を例示する図。
【図７】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の評価条件を説明する図。
【図８】界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）を（0.05、0.05、0）としたときの実施例（実施形態２、４、５）の性能を説明する図。
【図９】実施形態３において、界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）を色々変えたときのサンプル１〜１３の性能を説明する図。
【図１０】実施形態６において、添加される第六元素の種類を変えたときのサンプル１〜５の性能を説明する図。
【図１１】界面層に用いる化合物（ZrO2-xNx）1-y（（Y2O3）1-z（Nb2O5）z）yの組成（x、y、z）を色々変えたときのサンプル１〜８の性能を説明する図。
【図１２】記録膜の組成を色々変えたときのサンプル１〜９の性能を説明する図。
【図１３】記録膜の組成と窒素添加量との組み合わせを色々変えたときのサンプル１〜９の性能を説明する図。
【図１４】界面層の構成を色々変えたときに減衰係数がどのようになるかの比較例１〜６を説明する図。
【図１５】界面層の構成を色々変えたときの比較例１〜６の性能を説明する図。
【図１６】界面層の構成を変えたときの比較例１と４について、記録速度を変えたときの消去特性を説明する図。
【図１７】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeSbTe三元相図。
【図１８】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGeBiTe三元相図。
【図１９】この発明の実施の形態に係る光記録媒体の記録膜の好ましい組成範囲を説明するGe/Sn-Sb/Bi-Te三元相図（図１７のGeおよび／またはSbがSnおよび／またはBiで置換される場合）。
【図２０】この発明の一実施の形態に係るディスク製造装置を説明する図。
【図２１】この発明の一実施の形態に係るディスク製造工程を説明するフローチャート図。
【図２２】この発明の一実施の形態に係るディスクに記録される情報のデータ構造を説明する図。
【図２３】この発明の一実施の形態に係る記録再生装置の一例を説明する図。
【図２４】図２３の装置の全体の動作例を説明するフローチャート図。
【図２５】この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例３）の断面構造を説明する図。
【図２６】この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例４）の断面構造を説明する図。
【図２７】この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例５）の断面構造を説明する図。
【図２８】この発明の他の実施の形態に係る光記録媒体（例６）の断面構造を説明する図。
【符号の説明】
【０１６０】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｅ…基板（ポリカーボネート等）；１ｄ…透明シート；１１ａ、１１ｂ…第１干渉膜；１２ａ、１２ｂ…下部界面膜；１３ａ…相変化記録膜（L0層用）；１３ｂ…相変化記録膜（L1層用）；１４ａ、１４ｂ…上部界面膜；１５ａ、１５ｂ…第２干渉膜；１６ａ、１６ｂ…反射膜；１７ａ、１７ｂ…第３干渉膜；１８…層間分離層（接着剤層）；１９…第１情報記録層（L0層）；２０…第２情報記録層（L1層）；２１…干渉膜（誘電体膜）；２２…界面膜；２１＋２２…超徐冷構造；１９ｄ…記録層構造（L0層用）；１９ａ…第２情報記録層（L1層）；２０ａ…第３情報記録層（L2層）；１００Ａ…真空容器；１０２Ａ…カソード板（回転基台）；１０４Ａ…アノード板；１０６Ａ…モニタ装置（膜厚計）；１０８Ａ…内圧センサ；１１０Ａ…基板回転モータ；１１１Ａ…マグネット；１１２Ａ…スパッタリング用電源装置；１１３Ａ…ガス排気ポート；１１５Ａ…ガス導入ポート；１１４Ａ…排気装置（真空ポンプ）；１１６Ａ…不活性ガスボンベ；１１８Ａ…制御バルブ；１２０Ａ…スパッタリング制御装置；５１…ディスクドライブ部（波長が例えば650nm〜405nmのレーザを用いた光ディスクドライブ等）；５９…デコーダ部；７９…エンコーダ部；８０…メインＭＰＵ部（制御部）；８３…セットトップボックス部（衛星デジタルチューナ）；８９…地上波デジタルチューナ；１００ａ…情報記録媒体（ハードディスクドライブ等）；１００…情報記録媒体（DVD-RW/RAMディスク等）；１２１…ＡＶデータ記録領域；１３２…ＶＲオブジェクト群（ＭＰＥＧプログラムストリーム）記録領域；１３３…ストリームオブジェクト群（ＭＰＥＧトランスポートストリーム）記録領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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